2010 Fiscal Year Annual Research Report
酸化ホウ素で覆われた融液からのゲルマニウム結晶成長における酸素の輸送機構の解明
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22686002
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
太子 敏則 信州大学, カーボン科学研究所, 助教 (90397307)
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| Keywords | ゲルマニウム / 結晶成長 / 酸素 / 輸送機構 / 低転位密度 / 引き上げ法 / 高強度 / 酸化ホウ素 |
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| Research Abstract |
本研究では、引き上げ(CZ)法ゲルマニウム(Ge)結晶成長において、無転位成長を実現できる酸化ホウ素(B_2O_3)で覆われたGe融液からのGe単結晶育成について、酸素の輸送((1)B_2O_3からの溶解、(2)石英(SiO_2)るつぼからの溶解、(3)融液表面からの蒸発、(4)結晶中への偏析)現象を解明するとともに、(5)酸素含有Ge結晶の強度評価と転位運動についても解明することを目的とする。平成22年度は以下の知見を得た。
(1)本研究費で小型結晶引き上げ装置を選定、購入し、直径1インチのGe単結晶を育成するための炉内を設計、整備し、環境を整えた。
(2)B_2O_3でGe融液の全面を覆い、かつ酸化ゲルマニウム(GeO_2)粉末を意図的に融液に加えることによって、結晶中の転位密度を10^3cm^<-2>以下に抑えたままGe結晶中の格子間酸素濃度を6×10^<17>cm^<-3>程度まで高めることができることを明らかにした。
(3)(2)の結晶成長系において、酸素は石英るつぼやB_2O_3そのものの分解によって生じるのではなく、GeO_2がB_2O_3存在下で分解されて生じ、融液表面がB_2O_3で完全に覆われていない場合には、過剰酸素は融液表面からGeOとなって蒸発することを見い出した。
(4)(2)の結晶成長系での酸素の偏析係数は1～1.4であることを明らかにした。ただし、この値は結晶成長中の酸素の分解、蒸発現象も含んでおり、見かけ上の値であって、真の偏析係数決定には分解、蒸発現象を排除して検討する必要があるという課題を見い出した。
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